测试手机摄像头模组，采样率为何不对

上周在微信上收到一位小伙伴的求助信息，其实是一个很简单的问题，但是就是这么简单的问题，却是很多工程师经常会犯错的地方。今天就和大家一起来分享下这个问题。

背景介绍:

一位手机研发工程师在测试手机摄像头模组的的I2C信号时，得到的波形如下图所示：

很显然波形已经失真，与I2C的规范不一致，I2C的规范的波形如下图所示：

分析问题:

看到这个问题的时候，很自然的想到是不是测试出了问题，因为手机方案是比较成熟的设计，对于这类低速的信号，即使出问题也不会很严重。

I2C的信号在快速模式下的速率只有400Kbps，测量所使用的示波器为是德科技的MSO-X 2024A，带宽为200MHz，采样率为2GSa/s。按照民间流传的经验，测试设备（示波器+探头）的带宽是信号带宽的3~5倍，掐指一算这已经远远超过了，采样率也妥妥的足够。那是什么问题呢？再把发过来的图放大，仔细一看，果不其然，采样率设置的太小，只有50KSa/s。

好的问题找到了，立马让他修改采样率，再做一次测试，当把采样率调节到12.5MSa/s时，获得的结果如下：

结论：

由于采样率不足够，导致测试的结果不正确。

这整个过程中涉及到一个关键的概念，就是采样率。这是很多工程师在平常的工作中不太注意的问题。

示波器的采样率就是指在示波器的采样时间间隔。比如本案例中使用的示波器为2GSa/s，那么最大值的情况为每隔500ps进行一次采样，而当设置为50KSa/s时，则每一次采样的间隔为20us。对于400Kbps的信号，显然无法满足要求，自然会导致获得的信号失真。

一般情况下，采样率要满足奈奎斯特采样定律：即采样率至少要大于信号中最高频率的2倍。这样才能保留住原始信号的信息。

大家在选择示波器的时候往往只是在乎带宽，其实示波器的采样率、存储深度也同样非常重要，三者称之为示波器的三大要素，专业的工程师还会考察设备的底噪、高级触发功能、协议包、一致性测试软件等等。